1.本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車動(dòng)力電池熱管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及為一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置。

背景技術(shù)：

2.在石油資源短缺以及環(huán)境污染的雙重危機(jī)下,電動(dòng)汽車日漸成為了城市交通任務(wù)的主要承擔(dān)者。基于鋰離子電池的電動(dòng)汽車具有零排放、續(xù)航久等優(yōu)勢(shì)，因此以鋰電池為動(dòng)力源的電動(dòng)汽車越來(lái)越多，動(dòng)力電池的使用壽命以及安全性是當(dāng)前鋰離子電動(dòng)汽車的主要技術(shù)瓶頸之一，電池的工作溫度會(huì)直接的影響到電池的循環(huán)使用壽命和安全性能。研究表明，電池溫度過(guò)高會(huì)造成固體電解質(zhì)界面膜的生成和不斷增長(zhǎng)，使得陽(yáng)極電阻增加，活性物質(zhì)衰減，從而導(dǎo)致內(nèi)阻增加，致使電池的容量和功率衰減。所以，動(dòng)力電池的冷卻裝置對(duì)于延長(zhǎng)電池的使用壽命具有重要意義。

3.目前市場(chǎng)上大部分的電動(dòng)汽車往往只采取了風(fēng)冷、液冷和直冷中的一種冷卻方式為動(dòng)力電池進(jìn)行冷卻，風(fēng)冷、液冷的方式冷卻效率低，直冷的方式雖然冷卻效率高，但均溫性差，對(duì)電池的壽命有較大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.針對(duì)背景技術(shù)中現(xiàn)有電動(dòng)車的動(dòng)力電池降溫的方式存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置。

5.為達(dá)到上述目的本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，包括電池裝置、冷凝器，其特征在于：還包括直冷系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)，所述電池裝置中設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接有plc控制器，所述電池裝置通過(guò)直冷系統(tǒng)連接有冷凝器，形成直冷降溫回路，所述液冷系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)之間設(shè)置有換熱器，用于冷卻液的熱交換，所述電池裝置連接在冷卻系統(tǒng)中，形成液冷降溫回路，所述冷凝器連接在制冷系統(tǒng)中，形成冷卻液換熱降溫回路，所述plc控制器分別連接直冷系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)中。

6.優(yōu)選的，所述電池裝置包括鋰離子電池、電池箱，所述電池箱內(nèi)設(shè)置有鋰離子電池，所述溫度傳感器設(shè)置在電池箱的內(nèi)部，所述電池箱內(nèi)設(shè)置有冷卻液。

7.優(yōu)選的，所述直冷系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、第一壓縮機(jī)、第二電子膨脹閥，所述蒸發(fā)器安裝在電池箱上，并連通電池箱的內(nèi)部，所述蒸發(fā)器的出口通過(guò)管道連接第一壓縮機(jī)的進(jìn)口，所述第一壓縮機(jī)的出口通過(guò)管道連接冷凝器的第一進(jìn)口，所述冷凝器的第一出口通過(guò)管道連接第二電子膨脹閥的輸入端，所述第二電子膨脹閥的輸出端通過(guò)管道連接蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述plc控制器連接第一壓縮機(jī)和第二電子膨脹閥。

8.優(yōu)選的，所述冷卻系統(tǒng)包括水泵、第一電子膨脹閥，所述水泵的進(jìn)口通過(guò)管道連接電池箱的出口，所述水泵的出口通過(guò)管道連接換熱器的熱流進(jìn)口，所述換熱器的熱流出口通過(guò)管道連接第一電子膨脹閥的輸入端，所述第一電子膨脹閥的輸出端通過(guò)管道連接電池

箱的進(jìn)口，所述plc控制器連接水泵和第一電子膨脹閥。

9.優(yōu)選的，所述制冷系統(tǒng)包括第二壓縮機(jī)、第三電子膨脹閥，所述第二壓縮機(jī)的進(jìn)口通過(guò)管道連接換熱器的冷流出口，所述第二壓縮機(jī)的出口通過(guò)冷凝器的冷流進(jìn)口，所述冷凝器的第二出口通過(guò)管道連接第三電子膨脹閥的輸入端，第三電子膨脹閥的輸出端通過(guò)管道連接換熱器的第二進(jìn)口，所述plc控制器連接第二壓縮機(jī)和第三電子膨脹閥。

10.優(yōu)選的，所述溫度傳感器為dsb數(shù)字溫度傳感器。

11.與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型利用液冷系統(tǒng)與直冷系統(tǒng)結(jié)合方式為動(dòng)力電池冷卻降溫，使plc控制器能夠根據(jù)鋰電池的實(shí)時(shí)溫度，選擇最合適的方式對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行降溫，使降溫效率更高、均溫性更好，延長(zhǎng)了動(dòng)力電池的壽命，進(jìn)一步提升了電動(dòng)汽車的安全性。

附圖說(shuō)明

12.圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

13.圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的工作原理圖；

14.圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例的plc控制器的控制流程圖。

15.圖中：鋰離子電池為1、電池箱為2、溫度傳感器為3、水泵為4、第一電子膨脹閥為5、第一壓縮機(jī)為6、換熱器為7、第二電子膨脹閥為8、第二壓縮機(jī)為9、第三電子膨脹閥為10、冷凝器為11、蒸發(fā)器為12、plc控制器為13。

具體實(shí)施方式

16.為了進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

17.如附圖1和2所示，一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，包括電池裝置、冷凝器11，其特征在于：還包括直冷系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)，所述電池裝置中設(shè)置有溫度傳感器3，所述電池裝置包括鋰離子電池1、電池箱2，所述電池箱2內(nèi)設(shè)置有鋰離子電池1，所述溫度傳感器3設(shè)置在電池箱2的內(nèi)部，所述電池箱2內(nèi)設(shè)置有冷卻液，所述溫度傳感器3連接有plc控制器13，所述直冷系統(tǒng)包括蒸發(fā)器12、第一壓縮機(jī)6、第二電子膨脹閥8，所述蒸發(fā)器12安裝在電池箱2上，并連通電池箱2的內(nèi)部，所述蒸發(fā)器12的出口通過(guò)管道連接第一壓縮機(jī)6的進(jìn)口，所述第一壓縮機(jī)6的出口通過(guò)管道連接冷凝器11的第一進(jìn)口，所述冷凝器11的第一出口通過(guò)管道連接第二電子膨脹閥8的輸入端，所述第二電子膨脹閥8的輸出端通過(guò)管道連接蒸發(fā)器12的進(jìn)口，所述plc控制器13連接第一壓縮機(jī)6和第二電子膨脹閥8，形成直冷降溫回路；所述液冷系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，所述換熱器7用于冷卻液的熱交換，所述冷卻系統(tǒng)包括水泵4、第一電子膨脹閥5，所述水泵4的進(jìn)口通過(guò)管道連接電池箱2的出口，所述水泵4的出口通過(guò)管道連接換熱器7的熱流進(jìn)口，所述換熱器7的熱流出口通過(guò)管道連接第一電子膨脹閥5的輸入端，所述第一電子膨脹閥5的輸出端通過(guò)管道連接電池箱2的進(jìn)口，所述plc控制器13連接水泵4和第一電子膨脹閥5，形成液冷降溫回路；所述制冷系統(tǒng)包括第二壓縮機(jī)9、第三電子膨脹閥10，所述第二壓縮機(jī)9的進(jìn)口通過(guò)管道連接換熱器7的冷流出口，所述第二壓縮機(jī)9的出口通過(guò)冷凝器11的冷流進(jìn)口，所述冷凝器11的第二出口通過(guò)管道連接第三電子膨脹閥10的輸入端，第三電子膨脹閥10的輸出端通過(guò)管道連接換熱器7的第二

進(jìn)口，所述plc控制器13連接第二壓縮機(jī)9和第三電子膨脹閥10，形成冷卻液換熱降溫回路；所述plc控制器13分別連接直冷系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)中。

18.所述溫度傳感器3為ds18b20數(shù)字溫度傳感器。

19.以上實(shí)施例中，所述plc控制器13用于接受溫度傳感器3采集的溫度信息和控制直冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)的運(yùn)行。

20.其工作原理：如附圖3所示，本實(shí)用新型通過(guò)所述蒸發(fā)器12安裝在電池箱2上，并連通電池箱2的內(nèi)部，所述蒸發(fā)器12的出口通過(guò)冷凝管連接第一壓縮機(jī)6的進(jìn)口，所述第一壓縮機(jī)6的出口通過(guò)冷凝管連接冷凝器11的第一進(jìn)口，所述冷凝管連接冷凝器11的第一出口通過(guò)冷凝管連接第二電子膨脹閥8的輸入端，所述第二電子膨脹閥8的輸出端通過(guò)冷凝管連接蒸發(fā)器12的進(jìn)口，形成形成直冷降溫回路；本實(shí)用新型通過(guò)所述水泵4的進(jìn)口通過(guò)冷凝管連接電池箱2的出口，所述水泵4的出口通過(guò)冷凝管連接換熱器7的第一進(jìn)口，所述換熱器7的第一出口通過(guò)冷凝管連接第一電子膨脹閥5的輸入端，所述第一電子膨脹閥5的輸出端通過(guò)冷凝管連接電池箱2的進(jìn)口，所述plc控制器13分別連接在水泵4和第一電子膨脹閥5上形成液冷降溫回路；本實(shí)用新型通過(guò)所述第二壓縮機(jī)9的進(jìn)口通過(guò)冷凝管連接換熱器7的第二出口，所述第二壓縮機(jī)9的出口通過(guò)冷凝器11的第二進(jìn)口，所述冷凝管連接冷凝器11的第二出口通過(guò)冷凝管連接第三電子膨脹閥10的輸入端，第三電子膨脹閥10的輸出端通過(guò)冷凝管連接換熱器7的第二進(jìn)口，所述plc控制器13分別連接在第二壓縮機(jī)9和第三電子膨脹閥10上形成冷卻液換熱降溫回路。

21.上述三個(gè)冷卻液降溫回路通過(guò)連接plc控制器13，由plc控制器13編輯設(shè)定直冷預(yù)設(shè)溫度和液冷預(yù)設(shè)溫度，再與溫度傳感器采集電池箱2內(nèi)的溫度進(jìn)行判斷，以此控制三個(gè)冷卻液降溫回路的運(yùn)行達(dá)到控制冷卻液流向的目的，從而實(shí)現(xiàn)鋰離子電池1的降溫。

22.其中，溫度的設(shè)定直冷預(yù)設(shè)溫度和液冷預(yù)設(shè)溫度根據(jù)具體電池的型號(hào)、種類、容量、個(gè)數(shù)、連接負(fù)荷等等情況具體設(shè)置。

23.基于上述裝置的制冷控制方式，plc控制器13接收溫度傳感器3采集的電池溫度，當(dāng)plc控制器13判斷電池箱2內(nèi)部溫度滿足直冷預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，plc控制器13啟動(dòng)直冷系統(tǒng)為鋰離子電池1進(jìn)行降溫；當(dāng)plc控制器13判斷電池箱2內(nèi)部溫度滿足液冷預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，plc控制器13啟動(dòng)液冷系統(tǒng)為鋰離子電池1進(jìn)行降溫；當(dāng)plc控制器13判斷電池箱2內(nèi)部溫度處于直冷預(yù)設(shè)溫度值與液冷預(yù)設(shè)溫度值之間時(shí)，plc控制器13啟動(dòng)直冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)共同為鋰離子電池1進(jìn)行降溫。

24.上述實(shí)施例中，plc控制器13接收溫度傳感器3傳遞的電池溫度，根據(jù)溫度判斷該使用哪種方式對(duì)電池進(jìn)行冷卻，選定冷卻方式后，控制水泵、壓縮機(jī)的開(kāi)啟或關(guān)閉，同時(shí)通過(guò)控制電子膨脹閥的開(kāi)度，調(diào)節(jié)冷卻液流量，將電池溫度控制在25℃以內(nèi)的最佳工作溫度。本發(fā)明可以對(duì)電池溫度進(jìn)行最優(yōu)化控制，使降溫效率更高、均溫性更好，延長(zhǎng)了動(dòng)力電池的壽命，進(jìn)一步提升了電動(dòng)汽車的安全性。

25.如附圖3所示，一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置(以下簡(jiǎn)稱該裝置)，plc控制器的控制流程如下：plc控制器13實(shí)時(shí)接收溫度傳感器3傳遞的電池箱2內(nèi)的溫度t，當(dāng)電池溫度t大于25℃小于或等于30℃時(shí)，該裝置進(jìn)入液冷模式，采用液冷系統(tǒng)為電池降溫，plc控制器13控制開(kāi)啟水泵4、第二壓縮機(jī)9，并調(diào)節(jié)第一電子膨脹閥5和第三電子膨脹閥10的開(kāi)度；當(dāng)電池溫度t大于30℃小于或等于38℃時(shí)，該裝置進(jìn)入直冷模式，采用直冷系

統(tǒng)為電池降溫，plc控制器13控制關(guān)閉水泵4、第二壓縮機(jī)9、第一電子膨脹閥5、第三電子膨脹閥10，開(kāi)啟第一壓縮機(jī)6，調(diào)節(jié)第二電子膨脹閥8的開(kāi)度；當(dāng)電池溫度t大于38℃時(shí)，該裝置進(jìn)入直冷和液冷混合模式，采用直冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)共同降溫，plc控制器13控制開(kāi)啟水泵4、第一壓縮機(jī)6、第二壓縮機(jī)9，調(diào)節(jié)第一電子膨脹閥5的開(kāi)度、第二電子膨脹閥8的開(kāi)度、第三電子膨脹閥10的開(kāi)度；當(dāng)電池溫度t降低至25℃以下時(shí)，plc控制器13控制關(guān)閉水泵4、第一壓縮機(jī)6、第二壓縮機(jī)9，調(diào)節(jié)第一電子膨脹閥5、第二電子膨脹閥8、第三電子膨脹閥10。

26.以上顯示和描述了本實(shí)用新型的主要特征和優(yōu)點(diǎn),對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。

27.此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。技術(shù)特征：

1.一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，包括電池裝置、冷凝器(11)，其特征在于：還包括直冷系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)，所述電池裝置中設(shè)置有溫度傳感器(3)，所述溫度傳感器(3)連接有plc控制器(13)，所述電池裝置通過(guò)直冷系統(tǒng)連接有冷凝器(11)，形成直冷降溫回路，所述液冷系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)之間設(shè)置有換熱器(7)，用于冷卻液的熱交換，所述電池裝置連接在冷卻系統(tǒng)中，形成液冷降溫回路，所述冷凝器(11)連接在制冷系統(tǒng)中，形成冷卻液換熱降溫回路，所述plc控制器(13)分別連接在直冷系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，其特征在于：所述電池裝置包括鋰離子電池(1)、電池箱(2)，所述電池箱(2)內(nèi)設(shè)置有鋰離子電池(1)，所述溫度傳感器(3)設(shè)置在電池箱(2)的內(nèi)部，所述電池箱(2)內(nèi)設(shè)置有冷卻液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，其特征在于：所述直冷系統(tǒng)包括蒸發(fā)器(12)、第一壓縮機(jī)(6)、第二電子膨脹閥(8)，所述蒸發(fā)器(12)安裝在電池箱(2)上，并連通電池箱(2)的內(nèi)部，所述蒸發(fā)器(12)的出口通過(guò)管道連接第一壓縮機(jī)(6)的進(jìn)口，所述第一壓縮機(jī)(6)的出口通過(guò)管道連接冷凝器(11)的第一進(jìn)口，所述冷凝器(11)的第一出口通過(guò)管道連接第二電子膨脹閥(8)的輸入端，所述第二電子膨脹閥(8)的輸出端通過(guò)管道連接蒸發(fā)器(12)的進(jìn)口，所述plc控制器(13)連接第一壓縮機(jī)(6)和第二電子膨脹閥(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，其特征在于：所述冷卻系統(tǒng)包括水泵(4)、第一電子膨脹閥(5)，所述水泵(4)的進(jìn)口通過(guò)管道連接電池箱(2)的出口，所述水泵(4)的出口通過(guò)管道連接換熱器(7)的熱流進(jìn)口，所述換熱器(7)的熱流出口通過(guò)管道連接第一電子膨脹閥(5)的輸入端，所述第一電子膨脹閥(5)的輸出端通過(guò)管道連接電池箱(2)的進(jìn)口，所述plc控制器(13)連接水泵(4)和第一電子膨脹閥(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，其特征在于：所述制冷系統(tǒng)包括第二壓縮機(jī)(9)、第三電子膨脹閥(10)，所述第二壓縮機(jī)(9)的進(jìn)口通過(guò)管道連接換熱器(7)的冷流出口，所述第二壓縮機(jī)(9)的出口通過(guò)冷凝器(11)的冷流進(jìn)口，所述冷凝器(11)的第二出口通過(guò)管道連接第三電子膨脹閥(10)的輸入端，第三電子膨脹閥(10)的輸出端通過(guò)管道連接換熱器(7)的第二進(jìn)口，所述plc控制器(13)連接第二壓縮機(jī)(9)和第三電子膨脹閥(10)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，其特征在于：所述溫度傳感器(3)為ds18b20數(shù)字溫度傳感器。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種液冷與直冷結(jié)合的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池冷卻裝置，包括電池裝置、冷凝器，其特征在于：還包括直冷系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)，所述電池裝置中設(shè)置有溫度傳感器，所述溫度傳感器連接有PLC控制器，所述電池裝置通過(guò)直冷系統(tǒng)連接有冷凝器，形成直冷降溫回路，所述液冷系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)之間設(shè)置有換熱器，所述電池裝置連接在冷卻系統(tǒng)中，形成液冷降溫回路，所述冷凝器連接在制冷系統(tǒng)中，形成冷卻液換熱降溫回路，所述PLC控制器上分別連接直冷系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)。本實(shí)用新型根據(jù)溫度傳感器檢測(cè)到的電池溫度，由PLC控制器控制直冷系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多種降溫模式為電動(dòng)汽車動(dòng)力電池降溫。汽車動(dòng)力電池降溫。汽車動(dòng)力電池降溫。

技術(shù)研發(fā)人員：焦亭 相洪濤 王林 白宇

受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.05.26

技術(shù)公布日：2021/12/30